kwasy nukleinowe są biokompoundami, które są niezbędne dla organizmów żywych. Występuje w dwóch formach-kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) i kwas rybonukleinowy (RNA) – te łańcuchy polimerowe składają się z tych samych podstawowych pierwiastków i podobnych nukleotydów monomerowych, jednak ze specyficznymi różnicami dotyczącymi formy i funkcji.

pierwiastki kwasu nukleinowego

każdy monomer nukleotydu, a zatem każdy polimer kwasu nukleinowego, składa się z grupy pięciu pierwiastków., Pierwiastki te wiążą się tworząc monosacharydy, grupy fosforanowe i nukleobazy, inaczej znane jako zasady azotowe. Zarówno w RNA, jak i DNA Grupa fosforanowa ma tę samą postać, ale istnieją różnice w podstawach azotowych i cząsteczkach cukru. Pięć elementów niezbędnych do budowy łańcucha kwasu nukleinowego to węgiel, wodór, tlen, azot i fosfor. Dodatek fosforu sprawia, że kwas nukleinowy różni się od innych kategorii biokompoundów, a mianowicie węglowodanów, lipidów i białek.,

monomery kwasu nukleinowego

wzory chemiczne monomeru kwasu nukleinowego pokazują ilości każdego pierwiastka. Monomery nukleotydów są nazywane w zależności od rodzaju zawartej w nich zasady azotowej. Gdy wolne, te monomery mogą mieć dodatkowe grupy fosforanowe i znajdują się w postaci difosforanu, trifosforanu lub polifosforanu. Po utworzeniu polimeru RNA lub DNA uwalniane są dodatkowe grupy fosforanowe, pozostawiając tylko jedną dołączoną do monosacharydu. Połączenie rybozy lub deoksyrybozy z grupą fosforanową tworzy szkielet cukrowo-fosforanowy., Zasad azotowych jest przyłączony do cząsteczki cukru. Dodanie grupy fosforanowej do nukleozydu wytworzonego przez cukier i azotową zasadę tworzy nukleotyd. Monomer nukleotydu ma więc różne specyficznie nazwane struktury-szkielet cukrowo-fosforanowy, nukleozyd oraz pojedyncze cząsteczki Zasady azotowej, cukru pentozowego i grupy fosforanowej.

w kwasach nukleinowych cukry pentozowe występują w dwóch różnych formach: rybozy i deoksyrybozy. Ten pierwszy posiada dodatkową cząsteczkę tlenu, która w połączeniu z wodorem tworzy grupę hydroksylową., Ta cecha jest nieobecna w deoksyrybozie.

Zasady azotowe są kategoryzowane według wielkości. Formy dwupierścieniowe, zwane purynami, są większe i dłuższe i zawierają pięć atomów azotu. Pojedyncze formy pierścieniowe, znane jako pirymidyny, zawierają od dwóch do trzech atomów azotu i są mniejsze i krótsze. Jest to ważne w dwuniciowej funkcji DNA i procesie translacji, ponieważ możliwe są tylko pewne pary zasad azotowych (pary Watsona-Cricka). Utrzymują one dwa pasma w równej odległości od siebie., Mnemonicznym pomocnym w zapamiętywaniu, które nukleotydy należą do jakiej grupy, jest wyrażenie „czyste jak złoto”; oczywiste jest, że pozostałe zasady należą do grupy pirymidynowej. To również mówi nam, że adenina i guanina nie mogą tworzyć wiązania dwuniciowego razem. W RNA możliwe są inne kombinacje zasad i znane są jako pary nie-Watson-Crick.

większe bazy, adenina i guanina nigdy nie łączą się ze sobą. Podobnie puryny nie łączą się ze sobą (cytozyna, tymina i uracyl)., W DNA adenina para się tylko z tyminą i guaniną z cytozyną. W RNA adenina para z uracylem i guanina z cytozyną.

poniższe zdjęcia przedstawiają strukturę chemiczną każdego typu monomeru, w której jasno zdefiniowano pięciokątny kształt monosacharydu i dołączonej do niego grupy fosforanowej oraz specyficzną nukleobazę.,

Adenozynomonofosforan (AMP): C10H14N5O7P

Ten wzór chemiczny reprezentuje sumę adeniny Zasady purynowej (C5H5N5), rybozy (C5H10O5) i kwasu fosforowego (H3PO4), gdzie reakcje kondensacji w miejscach wiązania cząsteczki tracą dwie cząsteczki wody (2H20). To jest forma RNA.,

monofosforan Deoksyadenozyny (wilgotny): C10H14N5O6P

Ten wzór chemiczny reprezentuje sumę adeniny Zasady purynowej (C5H5N5), deoksyrybozy(C5H10O4) i kwasu fosforowego (H3PO4), gdzie reakcje kondensacji w miejscach wiązania cząsteczki tracą dwie cząsteczki wody (2H20). To jest forma DNA.,

monofosforan guanozyny (GMP): C10H14N5O8P

suma Zasady purynowej guaniny (C5H5N5O), rybozy (C5H10O5), i kwasu fosforowego (H3PO4), gdzie reakcje kondensacji w miejscach wiązania cząsteczek tracą dwie cząsteczki wody (2h20). To jest forma RNA.,

monofosforan deoksyguanozyny (dGMP): C10H14N5O7P

suma Zasady purynowej guaniny (C5H5N5O), deoksyrybozy (C5H10O4) i kwasu fosforowego (H3PO4), gdzie reakcje kondensacji w miejscach wiązania cząsteczki tracą dwa cząsteczki wody (2h20). To jest forma DNA.

monofosforan urydyny (UMP): C9H13N2O9P

suma pirymidynowej Zasady uracylu (C4H4N2O2), rybozy (C5H10O5) i kwasu fosforowego (H3PO4), w których reakcje kondensacji w miejscach wiązania cząsteczki tracą dwie cząsteczki wody (2h20)., Występuje tylko w RNA.

monofosforan cytydyny (CMP): C9H14N3O8P

suma cytozyny zasadowej pirymidyny (C4H5N3O), rybozy (C5H10O5) i kwasu fosforowego (H3PO4), gdzie reakcje kondensacji w miejscach wiązania cząsteczki tracą dwie cząsteczki wody (np. 2h20). To jest forma RNA.,

monofosforan Deoksycytydyny (dCMP): C9H14N3O8P

suma cytozyny Zasady pirymidyny (C4H5N3O), deoksyrybozy (C5H10O4) i kwasu fosforowego (H3PO4), gdzie reakcje kondensacji w miejscach wiązania cząsteczki tracą dwie cząsteczki wody (2H20). To jest forma DNA.

monofosforan tymidyny (TMP): C10H15N2O8P

suma Zasady pirymidyny tyminy (C5H6N2O2), deoksyrybozy (C5H10O4) i kwasu fosforowego (H3PO4), gdzie reakcje kondensacji w miejscach wiązania cząsteczki tracą dwa cząsteczki wody (2h20)., Tylko w DNA.